随机结构

摘要： 提出了一个用马尔科夫链抽样的贝叶斯模型修正和损伤识别方法,用于对梁结构的损伤识别。首先建立了基于结构振动频率测量,确定其振型的目标函数,然后采用延缓拒绝自适应的马尔科夫链蒙特卡洛方法进行随机抽样,得到在完好状态和损伤状态下结构参数的后验概率,通过比较这两种状态下识别参数的概率密度函数,最终得到结构损伤的概率和损伤程度。以钢悬臂梁为实验算例,验证了钢悬臂梁结构各区域的损伤概率和损伤程度与真实情况吻合。

摘要： 为了研究地震动作用下的随机结构响应,提出了一种结构动力可靠度的简化分析方法。首先,在首次超越破坏准则的基础上,采用极值分布描述建立了结构动力可靠度的等价功能函数表达,并定义了结构动力响应的安全裕量;然后,应用点估计法计算了等价功能函数响应值,进而计算出了前四阶中心矩,并引入了简化四阶矩方法求解结构动力可靠度指标及相应失效概率;最后,以受到随机地震动作用并具有随机结构参数的一榀框架的动力可靠度问题为例,与随机模拟方法计算结果对比,验证了建议方法的计算精度和计算效率。

摘要： 镀制了金属网栅的蓝宝石光学窗口兼具激光红外双波段高透过性和微波波段优良电磁屏蔽特性。为了抑制电磁屏蔽光学窗口内金属网栅衍射产生的杂散光,提升光学系统的探测距离和分辨率,本文设计了一种具有随机圆环结构的金属网栅电磁屏蔽光学窗口,并对金属网栅电磁屏蔽光学窗口光学波段的衍射特性和雷达波段的电磁屏蔽效能进行了建模、仿真和测试。结果显示,本文设计的随机圆环金属网栅电磁屏蔽光窗具有优良的衍射均匀性,光学透过率满足使用要求,1~18 GHz频段范围屏蔽效能优于20 dB,具有优良的综合性能,有望应用在先进光电探测装备中。

摘要： 通过离散元软件LIGGGHTS重现球体的重力堆积过程,建立三维随机堆积床几何模型.利用大涡方法结合双温度模型以及EBU-Arrhenius燃烧模型,模拟了甲烷/空气预混气体在堆积床内预混合燃烧过程.通过将模拟结果与实验数据对比验证了模型的有效性,在此基础上对随机堆积床内部的火焰分布结构、火焰面形状及温度分布规律等进行了分析.模拟结果表明:在燃烧后期,堆积床内的小球温度要高于同一高度上气体的温度,这体现了多孔介质良好的蓄热能力;壁面与轴线间的火焰面高度差远远小于无多孔介质的管内燃烧情况,表明随机堆积床可以通过分割火焰来提高燃烧的均匀性和稳定性.

摘要： 针对测量模态不确定导致的结构修正参数随机的实际情况,提出了一个随机模型修正方法.该方法以随机有限元法为基础,将结构修正参数表示为多变量非正交多项式展开式,建立了表达随机响应和待修正参数之间精确关系的随机模型修正方程.采用混合摄动-伽辽金方法对该方程进行求解,得到了修正参数的统计特征.数值算例表明,采用测量的前三阶竖向位移模态信息对结构参数进行修正,所提方法的修正结果与蒙特卡洛方法模拟结果一致,但耗时较少.采用修正参数计算得到的随机响应和测量结果吻合很好,验证了本文方法的有效性.

摘要： 针对现有的无乘法无限冲激响应(IIR)数字滤波器设计方法存在结构固定、滤波器性能不佳的问题,提出了一种基于随机结构的无乘法IIR数字滤波器设计方法.该方法使用加入移位器的稳定二阶子系统直接进行无乘法滤波器的结构设计.首先,无乘法数字滤波器的结构编码被随机创建;然后,利用一种加入成功父代选择框架的差分进化算法(SPS-DE)对生成的无乘法滤波器结构进行优化.该方法实现了无乘法滤波器结构的多样化设计,而且SPS-DE算法因采用成功父代选择框架机制,具有很好的种群开发与勘探能力,在无乘法滤波器的结构优化上取得了很好的效果.与现有的无乘法IIR数字滤波器设计方法相比,该方法设计的无乘法IIR滤波器通带波纹减小了43％,阻带最大衰减下降了40.4％.实验结果表明所提方法设计的无乘法IIR滤波器满足结构要求并且拥有优良的性能.

摘要： 采用离散元软件LIGGGHTS重现球形堆积床的重力堆积过程,建立了球形堆积床的三维随机结构模型,同时构建了顺排结构和插排结构两种有序堆积模型与之对比.采用CFD软件Fluent14.0对三种结构堆积床内的湍流流动进行了数值模拟研究.通过宏观阻力系数和压强降的分析,验证了随机模型的有效性,并讨论了球形堆积床随机结构内速度场特性和湍流参数的变化规律.结果表明:与经典的Ergun公式相比,随机模型的宏观阻力系数和压强降的整体误差低于6％;与有序堆积床相比,随机堆积模型具有流体速度场均匀性好、尾旋尺寸大、扰动强烈及瞬时耗散率极值高等特点.

摘要： 针对复合随机可靠度问题,基于动力响应跨越过程的Markov假设基础上,建立了条件概率求解的两种方法:一是基于泰勒展开法推导了随机结构动力可靠度计算的2阶近似表达式;二是基于数理统计概念建立了基于Kriging模型的数值抽样法。其中,Kriging抽样法通过Kriging插值模型来拟合动力可靠度与结构随机参数间的非线性关系,因此可以直接利用有限元结果分析随机结构参数对动力可靠度的影响,避免了理论推导的繁琐和困难。数值算例结果表明,基于Kriging模型的数值抽样法不仅对变异系数大小不敏感,在计算精度和计算效率方面也更具优势。

摘要： 为了对随机结构的可靠性进行分析，需要获取随机结构的静力响应，但是如何获得精确的随机结构的静力响应是一个很难的问题，现在计算随机结构静力响应的方法大都是近似方法。本文对现有的几种常用的近似方法进行了介绍，并分析了这些方法的优缺点。

摘要： 针对随机结构在平稳随机激励下的动力可靠性分析问题,提出了基于点估计法的随机结构动力可靠性分析方法.所提方法考虑了结构物理参数的随机性,从随机结构的无条件动力可靠度公式出发,利用求解随机变量函数矩的点估计方法,导出随机结构无条件可靠度的计算表达式.通过算例考察了结构参数的随机性对结构动力可靠度的影响.由于基于随机变量函数矩的点估计法具有较高的效率和精度,因而所提方法具有一定的工程意义.

摘要： 将拉丁超立方抽样法用于产生样本,用支持向量机方法逼近分布函数,提出了一种将拉丁超立方抽样法和支持向量机方法相结合用于随机结构的可靠度分析的新方法.将本文方法与目前使用的一些随机结构可靠度计算方法进行对比分析,阐明了本文方法的优点.对于一系列不同的极限状态函数条件下的随机可靠度计算问题,分别采用本文方法和其它方法诸如Monte-Carlo 和FORM (一次可靠度方法)等进行了计算比较.算例结果表明,本文方法不仅节省样本数量,而且相对于Monte-Carlo 等方法大大降低了计算成本,计算结果具有较高的精度.

摘要： 介绍了新近发展的随机结构动力反应分析与可靠度计算的密度演化方法.基于密度演化方法,施加与失效准则相应的吸收边界条件,即可求解密度演化方程并在安全域内积分得到随机结构的动力可靠度.本文建议的方法不需对结构反应的联合概率分布作出假设,也不需对跨越过程的性质进行假定.结合结构动力反应时程分析方法与有限差分方法,研究了密度演化方程的数值求解算法.以一具有随机参数的八层框架结构为例,进行了动力反应分析与可靠度计算,与Monte Carlo分析结果的比较表明:本文方法是精确、高效的.

摘要： 本文综合考虑载荷和结构参数两方面的随机因素,基于随机有限元法和随机振动分析原理,对随机结构在随机振动载荷下的响应谱统计特征进行分析。文章推导了相应的计算公式,并通过算例将本文方法与Monte-Calo抽样方法进行了对比,结果表明本文方法具有较好的计算精度和计算效率。

摘要： 提出了随机结构非线性动力反应分析的概率密度演化方法.根据结构动力反应的随机状态方程,引入扩展状态向量,建立了随机结构非线性动力反应的概率密度演化方程.以单自由度保守系统的非线性自由振动为例,分析了反应的概率密度演化.研究表明:随机结构非线性动力反应概率密度具有典型的演化特征,通过与精确解答和Monte Carlo分析结果的对比表明本文建议的概率密度演化方法具有良好的计算精度和较小的计算工作量.

摘要： 在随机结构分析中,采用大量随机数值样本进行模拟分析的蒙特卡洛方法,可为多种不同结构类型的非确定性问题提供最为直观和精确的解答,但计算量大、效率低下的缺点大大降低了方法的实用性.为了提高蒙特卡洛模拟分析的计算效率,有研究采用重要性抽样原理以减少模拟分析的样本数目,也有研究采用Neumann展开方法以减少模拟分析中涉及的费时的矩阵求逆运算,但计算效率的提高幅度不甚明显.本文研究利用人工神经网络这一映射迅速的智能运算工具,将其嵌入蒙特卡洛模拟分析中,通过少量确定性有限元分析结果的训练,建立起人工神经网络对确定性有限元求解器的近似模拟,继而由人工神经网络的快速泛化映射取代蒙特卡洛模拟中的费时的大量确定性有限元分析.在文后平板算例的弯曲分析中,该蒙特卡洛-人工神经网络法可将蒙特卡洛模拟分析的计算效率提高几十倍,计算精度令人满意,显示了一定的应用潜力.

摘要： 在2D随机堆积床结构内,首先利用wave破碎模型、wall-jet碰撞模型模拟液滴运动,以DO辐射模型模拟液滴与多孔介质间的辐射传热,建立了柴油在堆积床内蒸发、混合的模型,然后利用EBU-Arrhenius燃烧模型与WALE湍流模型模拟气体连续相燃烧过程,并分析随机结构内,柴油蒸汽的质量分数在蒸发过程中的变化情况,及温度场在燃烧过程中的演变进行分析,结果表明:堆积区域内质量分数的整体分布呈现出基本对称特点,但局部区域可以观察到因随机结构引起的质量分数骤然升高的现象;燃烧过程中高温区域随时间向四周扩散并向上移动,前端出现倾斜趋势,高温区整体逐渐发展为类似倒三角形状.

摘要： 将递推随机有限元法与验算点法结合,提出了一种基于递推随机有限元法(RSFEM)的随机结构可靠度指标计算方法.数值结果表明,与基于Taylor展开的二阶摄动随机有限元方法比较,新的数值方法能够对随机结构的可靠度指标进行更好的逼近,其结果与MC模拟结果也非常吻合,论证了基于RsFEM的随机结构可靠度指标计算方法的合理性和有效性.

摘要： 利用随机收敛的非正交多项式展开式，提出一种新的随机特征值问题的改进的递推求解方法.该方法分为两步，第一步采用作者提出的原有的递推求解方法，利用随机响应的非正交多项式表示，结合摄动法，获得随机特征值的多项式表达式.第二步，将已获得的解在非正交多项式基上进行伽辽金投影，通过求解修正系数，来修正原有的计算结果.这个新的方法所增加的计算量不大，而结果的计算精度有了较为明显的提高.最后，用数值算例对提出的新方法进行了说明和验证.

摘要： 提出了一种随机参数结构频率灵敏度的计算方法.在结构总刚度和质量矩阵中,针对结构中每个单元的随机性不同,且各随机参数间的相关系数也不同的情况,根据各元素所含随机参数的不同以及相同随机参数幂次的大小,将刚度和质量矩阵分别展开为若干矩阵之和的形式;利用求解结构固有频率的瑞利商公式,推导得到结构固有频率关于结构中各个随机参数的函数表达式;进而求得结构各阶固有频率对各随机参数的灵敏度.通过算例验证了该方法的可行性和有效性。

摘要： 本发明提供一种基于环形振荡器结构真随机数发生器的随机数提取方法，通过FPGA内部的低延迟进位链资源实现了高效的随机性提取效率，与已有的方法相比，很大地提高了随机数产生的速度。本发明提出的真随机数发生器设计，对于温度、电压和工艺的变化具有较高的鲁棒性，在不同条件下产生的数据均能通过NIST随机性测试。本发明提出的真随机数发生器设计，在FPGA平台上实现，相对于FPGA上广泛采用的真随机数发生器，本文方法具有较低的资源消耗，为FPGA上相关研究提供了新的参考。

摘要： 本发明公开了一种基于高斯随机场的岩土体结构随机裂隙模拟方法及装置，属于岩土裂隙结构模拟领域，利用ABAQUS将材料参数与场变量进行关联，通过UFIELD子程序传递参数，并利用Fortran语言在子程序中编写程序生成二维高斯随机场，根据随机值是否在定义的裂隙区域范围内来辨别随机介质的类别，再对不同介质赋予不同的强度值。可通过控制相关长度、旋转角度及相对面积比等参数来表征裂隙在岩土工程结构中的真实形态，操作简便，有效节约了计算时间和资源。本发明能够将ABAQUS软件子程序优点与随机场的表征高效结合，可以根据实际情况灵活控制组成裂隙的关键因素，普适性较高，实现了随机裂隙在岩土结构中的可能存在状态。

摘要： 本发明提供一种基于latch结构真随机数发生器的随机数提取方法，具体包括如下步骤：在FPGA上实现latch结构真随机数发生器；利用亚稳态现象使得真随机数发生模块开始振荡，通过计数器记录真随机数发生模块的振荡周期，同时利用FPGA的系统时钟记录振荡时间；利用真随机数发生模块中的多路选择器配置真随机数发生模块不同的路径来调整振荡周期，使振荡周期大于70；提取计数器最低2位作为随机数输出，利用亚稳态现象使latch结构真随机数发生器产生满足数量需求的真随机数。本发明的有益效果在于：大大提高了随机数产生的速度；对于温度、电压和工艺的变化具有较高的鲁棒性，在不同条件下产生的数据均能通过NIST随机性测试。

摘要： 一种用于制作一体纤维结构(100)的方法，所述方法包括以下步骤：提供一个包括随机分布在整个纤维网上的多根纤维素纤维(100)和随机分布在整个纤维网上的多根合成纤维(120)的纤维网；并且引起合成纤维的至少一部分与纤维素纤维和合成纤维互连，其中互连发生在具有非随机和重复图案的区域中。一体纤维结构包括随机分布在整个纤维结构上的多根纤维素纤维和以非随机重复图案分布在整个纤维结构上的多根合成纤维。在另一个实施方案中，一体纤维结构包括随机分布在整个纤维结构上的多根纤维素纤维和随机分布在整个纤维结构上的多根合成纤维，其中多根合成纤维的至少一部分包括与合成纤维和/或与纤维素纤维进行互连的互连纤维。

摘要： 本发明公开了一种非易失性磁性随机存储结构及非易失性磁性随机存储器，其中，存储结构包括至少一个存储单元，存储单元包括第一存储体、第二存储体和开关晶体管；第一存储体和第二存储体的磁化状态相反。第一存储体的第一端和第二存储体的第一端分别与开关晶体管的漏极连接。第一存储体的第二端与第一位线连接，第二存储体的第二端与第二位线连接，且分别连接至读取电路。开关晶体管的栅极与字线连接，开关晶体管的源极与源线连接，且源线连接有第一电压产生器。本方案将两个磁化状态相反的存储体并联，利用存储体面积占比小的特点，一个存储体作为判断单元时，另一个作为参考单元，由此避免了单一参考电流易受漂移电流的影响，提高判断的灵敏度。

摘要： 本申请公开了一种量子随机数芯片的封装结构及量子随机数的生成方法，将量子熵源芯片封装在封装壳体内，通过VCSEL驱动电路驱动VCSEL激光器芯片自发辐射产生具有双稳态特性的光脉冲，通过偏振透光片对光脉冲的偏振模式进行选择性通过，可以使得通过偏振透光片的光脉冲的强度产生随机变化，进一步通过PIN探测器芯片对光脉冲的强度进行测量，并将测量到的光信号转化为随机电流信号输出，生成量子随机数。应用本发明提供的技术方案，利用混合封装技术，可以将多个相对独立的光电芯片混合封装，完成量子随机数产生的功能，可以实现低成本，小体积，高稳定性的量子随机数芯片，有利于量子随机数技术的大规模应用和发展。

摘要： 本申请公开了一种静态随机存取存储器单元结构，包括第一反相器、第二反相器、第三NMOS管、第四NMOS管和第五NMOS管；第一反相器的输出端连接第二反相器的输入端，第二反相器的输出端连接第一反相器的输入端；第三NMOS管的源极或漏极与第一反相器的输出端相连接；第四NMOS管的源极或漏极与第二反相器的输出端相连接；第五NMOS管的栅极与第二反相器的输出端相连接。本申请的静态随机存取存储器单元结构，具有栅端读出晶体管，能够将静态随机存取存储器单元结构的读操作和写操作完全去耦合，能够避免读操作时对存储数据干扰，提升了读操作能力，极大地提高了噪声裕度窗口，使静态随机存取存储器单元结构更适合低电压、低功耗的应用场景。

摘要： 本申请公开了一种静态随机存取存储器单元结构及静态随机存取存储器。该静态随机存取存储器单元结构包括第一反相器、第二反相器、第三全耗尽绝缘体上硅NMOS管和第四全耗尽绝缘体上硅NMOS管；第一反相器的输出端连接第二反相器的输入端，第二反相器的输出端连接第一反相器的输入端；第三全耗尽绝缘体上硅NMOS管的源极/漏极与第一反相器的输出端相连接，第三全耗尽绝缘体上硅NMOS管的漏极/源极连接写位线；第四全耗尽绝缘体上硅NMOS管的栅极与第二反相器的输出端相连接。本申请采用全耗尽绝缘体上硅MOS管，可以保证保持状态下的静态噪声裕度、提升读状态下的抗干扰能力，并在高密度集成的情况下提高存储器读出及写入时的速度。

摘要： 本发明公开了一种量子随机数芯片的封装结构及其量子随机数生成方法，所述封装结构包括：芯片封装基板，具有相对设置的第一表面和第二表面；固定在所述第一表面的壳体；量子熵源芯片，所述量子熵源芯片包括：自发辐射光源模块、第一光电探测器模块以及第二光电探测器模块；所述自发辐射光源模块产生的自发辐射光束在预设发散角的光强满足随机泊松分布；所述第一光电探测器模块和所述第二光电探测器模块能够分别探测被所述壳体反射的自发辐射光束，形成两路满足随机泊松分布的模拟信号；所述模拟信号用于产生量子随机数。本发明提供的技术方案，可以利用SIP的混合封装技术，可以实现低成本，小体积，高稳定性的量子随机数芯片。

摘要： 本发明涉及一种板结构随机分析的非侵入式随机有限元方法，包括：基于概率守恒原理，建立统一高效的直接概率积分法，直接获得结构随机响应的概率密度函数；采用K‑L展开对随机板结构的随机场进行量化；将直接概率积分法与确定性有限元分析相结合。在不修改确定性有限元公式的前提下，该发明能够准确地获得随机结构各类响应的全部概率信息及结构可靠度，且计算效率与传统蒙特卡洛非侵入式随机有限元相比得到了显著提高。